ออกแบบ PCB: ผ่านส่วนประกอบของรูทั้งสองข้าง?

ฉันกำลังสร้างอุปกรณ์ แต่ PCB มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ฉันไม่เคยทำ PCB สองด้านมาก่อน แต่ตอนนี้ฉันกำลังพิจารณาอยู่ ฉันได้บัดกรีที่โรงเรียนที่ส่วนประกอบ SMD อยู่ด้านบนและผ่านส่วนประกอบของรูที่ด้านล่าง เป็นการดีที่จะใส่ส่วนประกอบของรูทั้งสองข้างหรือไม่? ฉันไม่สามารถคิดถึงข้อเสียใด ๆ ของสิ่งนี้ แต่ฉันต้องการที่จะแน่ใจ มันจะช่วยฉันประหยัดพื้นที่ได้มาก

หากคุณวางแผนที่จะบัดกรีด้วยมือการเจาะผ่านส่วนรูทั้งสองด้านทำได้

ปัญหาเกี่ยวกับการผลิตแม้ว่าจะเป็นการยากที่จะไหลประสานกับผ่านส่วนหลุมทั้งสองด้าน คุณสามารถทำมันได้ แต่คุณอาจต้องทำการปิดบังประสานจำนวนมากหนึ่งครั้งสำหรับแต่ละด้านและนั่นเป็นงานที่ต้องใช้แรงงานมากและมีราคาแพง บ้าน fab บางแห่งมีอุปกรณ์พิเศษที่อนุญาตให้เลือกบัดกรีได้มากกว่า แต่มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งที่เกี่ยวข้องดังนั้นถ้าเป็นเรื่องใหญ่ค่าใช้จ่ายต่อคณะกรรมการเป็นปัจจัยสำคัญ

เช่นเดียวกับบอร์ดที่มีประชากรสองด้าน แต่การประหยัดพื้นที่จะถูก จำกัด โดยความสามารถในการกำหนดเส้นทาง บนกระดานที่หนาแน่นการใช้อีกด้านหนึ่งไม่ได้ซื้อคุณมากเท่าที่คุณจะจินตนาการและเพิ่มค่าใช้จ่าย

นอกจากนี้เนื่องจากส่วนของรูมีสองด้านที่มีประสิทธิภาพอยู่แล้วส่วนที่นำไปสู่การทะลุผ่านไปอีกด้านหนึ่งคุณไม่สามารถใช้จุดที่สิ่งต่าง ๆ ทะลุผ่านได้อีกครั้งและคุณจะต้องสามารถเห็นผู้นำ ดังนั้นอีกครั้งมันช่วยให้คุณน้อยมาก

การใช้ SMT แทนการผ่านรูเป็นวิธีที่ดีกว่าในการลดขนาด

หากบอร์ดยังใหญ่เกินไปที่มี SMT ทั้งสองฝั่งทางออกที่ดีที่สุดของคุณต่อไปคือการแบ่งกระดานออกเป็นสองส่วนด้วยตัวเชื่อมต่อที่เหมาะสมเพื่อให้คุณสามารถทำแซนด์วิชได้ ที่สามารถออกแบบให้มีทั้งสองส่วนในแผงเดียวและผลิตเป็นบอร์ดเดี่ยวและแยกและประกอบในภายหลัง อีกทางเลือกหนึ่งคือการสร้างมันบนวงจรที่มีความยืดหยุ่นและพับขึ้น

สิ่งนี้จะไม่ได้รับความหนาแน่นมาก ...

โดยทั่วไปการโหลดแบบสองหน้าเพื่อประโยชน์ของความหนาแน่นนั้นคุ้มค่าเมื่อ SMT เข้ามาเล่นไม่ว่าจะเป็นบอร์ดเทคโนโลยีแบบผสมที่พบเห็นได้ทั่วไปในสินค้าอุปโภคบริโภคที่ใช้การบัดกรีแบบคลื่นหรือเป็นแบบสองด้านที่พบมากที่สุด ในบอร์ดที่มีความหนาแน่นสูงด้วย BGA และเช่นนั้นซึ่งใช้กระบวนการผสมแบบเลือกซ้ำ เมื่อเทรเวอร์ชี้ให้เห็นพื้นที่ส่วนใหญ่จะถูกยึดโดยพื้นที่แผ่นซึ่งไม่สามารถทับซ้อนกันได้ นอกจากนี้การพยายามทำโหลดสองด้านโดยมีชิ้นส่วนที่อยู่ตรงข้ามกันทำให้เกิดปัญหาของการกวาดล้างชิ้นส่วนต่อบอร์ดเทียบกับการตัดตะกั่วทำให้ไม่ต้องกังวลกับปัญหาการเรียงลำดับการบรรจุและขั้นตอนการบัดกรีซึ่งสามารถบังคับให้บอร์ดประกอบ ยัดไส้บางส่วนบัดกรีแล้วยัดขึ้นและบัดกรีอีกครั้ง. ทั้งสองนี้เป็นนักฆ่าในการผลิต

แต่มันสามารถเพิ่มความง่ายในการจัดวาง

อย่างไรก็ตามฉันมีโหลดสองด้านในการออกแบบ THT อย่างสมบูรณ์ ทำไม? เนื่องจากการวางชิ้นส่วนทางด้านหลังของบอร์ดอาจช่วยได้มากในการทำให้รถบัสถูกทาง ต้องไปจาก IO0 ถึง D7 แล้ว Q7 กลับไป DQ0 สามารถทำให้วงจรสับสน; บนนั้นการทำ backanotation ของสิ่งนี้เป็นสิ่งที่เครื่องมือไม่สนับสนุนอย่างดี ในสถานการณ์การชุมนุมด้วยมือมันง่ายกว่าที่จะตบส่วนที่กระทำผิดที่ด้านล่างของบอร์ดโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเครื่องมือการจัดหน้าของคุณมีการสนับสนุนการทำงานที่ไม่ดีดังที่ฉันได้กล่าวไปแล้ว

เราสามารถจินตนาการได้ว่าจะวางองค์ประกอบ THT ขนาดใหญ่พิเศษหนึ่งหรือสองชิ้นที่ด้านล่างและส่วนที่เหลือของอิเล็กทรอนิกส์อยู่ด้านบน เพื่อให้บรรลุว่าคุณจะต้องสั่งซื้อพาเลทบัดกรี (อะแดปเตอร์) สำหรับ PCB ของคุณเพื่อเก็บชิ้นส่วนไว้ในระหว่างการบัดกรี ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมระหว่าง $ / € 700 และ 2000 + ต้นทุนการผลิตเพิ่มเติมบางอย่าง แต่ส่วนประกอบของ THT จะต้องใหญ่จริงๆและข้อดีที่เห็นได้ชัดคือการทำให้มันคุ้มค่า อาจจำเป็นต้องใช้พาเลทแบบบัดกรีหรืออะแดปเตอร์แบบปรับเองชนิดอื่นสำหรับการบัดกรีด้วยตนเอง

นอกเหนือจากสิ่งที่ได้กล่าวไปแล้วในแง่ของการเพิ่มพื้นที่การวางองค์ประกอบ TH บนทั้งสองด้านทำให้กระบวนการออกแบบซับซ้อนขึ้นแบบทวีคูณเนื่องจากสิ่งหนึ่งในใจคือการเข้าถึงแผ่นบัดกรีของส่วนประกอบด้วยหัวแร้ง ฟังดูเหมือนฝันร้ายที่ทำใหม่เว้นแต่จะมีเพียงไม่กี่ชิ้นเท่านั้น จากประสบการณ์ของฉันมันถึงเวลาที่จะย้ายไปที่ส่วนประกอบยึดพื้นผิวบางทีอาจจะไม่เปลี่ยนส่วนประกอบทั้งหมดจาก TH แต่แทนที่จะเริ่มต้นด้วย passives และใช้แพ็คเกจที่ใหญ่กว่าเช่น 1206 หรือ 0805 ซึ่งเป็น มีขนาดใหญ่พอที่จะประสานกับชิ้นส่วนเหล็กทื่อร้อนใด ๆ เมื่อคุณได้รับความมั่นใจด้วยเทคโนโลยีคุณจะไม่กลับไปที่องค์ประกอบ TH ยกเว้นว่าคุณไม่มีทางเลือก

ส่วนที่ผ่านรูนั้นดีเพราะขาทำจุดแวะสำหรับเส้นทางที่ด้านล่าง ส่วนประกอบเดียวกันกับ SMD จำเป็นต้องมีการเพิ่มผ่านและมักจะกว้างกว่าผ่านรูเมื่อใช้ตัวนำปีกนางนวล ฉันคิดว่าถ้าคุณมีชิ้นส่วนพลาสติกขนาดใหญ่ที่ต้องการการระบายความร้อนจากนั้นวางไว้ที่ด้านล่าง

SMT กับเตาอบ reflow ที่เรียบง่ายทำให้ชีวิตของฉันง่ายขึ้นมาก เรารีโฟลว์ด้วยเครื่องปิ้งขนมปัง Sears 4-element แบบเก่าและหัววัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิลเป็นมัลติมิเตอร์สำหรับตรวจสอบอุณหภูมิ ประหยัดเวลาเมื่อประกอบมือกับการบัดกรีด้วยตะกั่วทุกชิ้นด้วยมือและดังที่กล่าวไว้ข้างต้นชิ้นส่วนขนาด 0805 และ 1206 นั้นค่อนข้างง่ายต่อการวางด้วยมือ (0603 และ 0402 ลืมได้!) stencils วางหนา 3 และ 4 ล้านบาทจาก Pololu.com เหมาะสำหรับบอร์ดขนาดเล็กและขนาดแผ่นใหญ่กว่าเช่นทรานซิสเตอร์ 44 ตะกั่วและส่วนประกอบ TQFP ตะกั่ว 64 ไม่ดีสำหรับ TQFP 100- นำแพคเกจ ระยะห่างของชิ้นส่วนเป็นปัจจัยกำหนด ฉันเริ่มสั่ง stencils โลหะจาก iteadstudio.com สำหรับบอร์ดขนาด 10 ซม. x 10 ซม. mylar เคลื่อนไหวมากเกินไปเมื่อมีการบัดกรีปาดน้ำวางข้ามลายฉลุ, stencils โลหะไม่ได้

เราได้ทำบอร์ดสองด้านที่มีส่วนประกอบทั้งสองด้านอยู่พักหนึ่ง ด้านล่างจะถูกรีโฟลว์ก่อนจากนั้นจึงระบายความร้อนด้วยและใช้เทป Kapton กับส่วนประกอบที่มีขนาดใหญ่กว่าเช่นเดียวกับเคส จากนั้นวางแผ่นอิเล็กโทรดด้านบนวางชิ้นส่วนและวางใหม่อีกครั้ง สิ่งนี้มีประโยชน์มากสำหรับการรับคริสตัลแคปและตัวต้านทานที่อยู่ติดกับไมโครคอนโทรลเลอร์พินที่ด้านล่างในขณะที่ไม่มีชิ้นส่วนเหล่านั้นอยู่ด้านบนเพื่อจัดเส้นทางลีดที่อยู่ห่างจากหมุดยูซี

PLD's / FPGA สมัยใหม่ ฯลฯ ทำหน้าที่ได้อย่างยอดเยี่ยมในการกำจัด IC ที่ไม่ต่อเนื่อง บอร์ดที่ฉันออกแบบเมื่อ 30 ปีที่แล้วซึ่งเป็นตรรกะ TTL แบบ Wall-to-Wall สามารถถูกแทนที่ด้วย FPGA เดียว ด้วยส่วนประกอบยึดพื้นผิว, FPGA และไมโครบอร์ดแบบฝังเราทำเมื่อ 20-30 ปีก่อนจะมีขนาดเล็กกว่าหนึ่งในสี่